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Introduction

  • GPRS隧道协议(GTP)是一组基于IP的通信协议,用于在GSM、UMTS和LTE网络中承载GPRS(通用分组无线业务)。

  • GTP协议有三个版本:Version 0、Version 1和Version 2。

  • GTP协议分为三种独立的协议:GTP-C(控制面)、GTP-U(用户面)和GTP'(计费传输)。

  • GTP-C用于控制目的,包括PDP上下文的建立和删除、GSN可及性验证和位置更新。

  • GTP-U用于传输用户数据,每个隧道由一个TEID(隧道端点标识符)标识。

  • GTP'用于传输计费数据到计费网关功能(CGF)。

  • GTP协议在不同的网络接口上使用不同的端口:GTP-C使用UDP端口2123,GTP-U使用UDP端口2152,GTP'使用TCP/UDP端口3386。

GTP协议版本 [1]

  • Version 0:早期版本,已被1999年标准化的Version 1替代。

  • Version 1:使用于GSM和UMTS网络,也应用于LTE网络中以传输用户面数据。

  • Version 2:使用于LTE核心网,控制面上使用GTPv2-C,用户面上使用GTP-U。

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GTP-C协议 [2]

  • GTP-C协议是GTP的控制面部分,使用UDP端口2123。

  • 在EPS中,GTPv2-C协议负责在S1、S5/S8等接口上创建、维持和删除GTP-U隧道。

  • GTP-C用于控制面路径管理、隧道管理和移动性管理。

  • 它也控制转发位置变更消息、SRNS上下文,并在EPS网间切换中创建转发隧道。

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GTP-U协议 [2]

  • GTP-U协议是GTP的用户面部分,使用UDP端口2152。

  • GTP-U允许在各个GTP-U Protocol Entity之间建立多个隧道。

  • 每个隧道由一个GTP Header中的TEID(隧道端点标识符)标识。

  • 在EPS中,使用GTPv1-U协议在S1、S5/S8等接口上交换用户的业务数据。

  • UE所收发的IP数据包被打包在GTPv1-U的包中,并在UP的各个网元节点之间的隧道中传输。

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GTP'协议 [2]

  • GTP'协议使用TCP/UDP端口3386。

  • GTP'用于向CGF(Charging Gateway Function,计费网关功能)传输计费数据。

  • GTP'协议承载的报文通常只在单个运营商网络内部使用。

  • 运营商可以做特殊的配置,使用特别的编码,甚至使用完全不同的系统来完成计费。

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协议特性 [1]

  • 所有的GTP变种都有一些共有的特性,消息的结构都是相同的。

  • GTP消息头在UDP/TCP头之后。

  • GTPv1消息头包含版本号、协议类型、保留字段、扩展消息头标志位、序列号标志位、N-PDU号标志位、消息类型、总长度、TEID、序列号、N-PDU号、下一扩展消息头类型等字段。

  • GTPv2-C消息头包含版本号、捎带消息标志位、TEID标志位、消息类型、总长度、TEID、序列号等字段。

  • GTP协议还有一个共同的机制来验证两个节点之间的连接,通过Echo Request和Echo Response消息实现。

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协议栈 [1]

  • GTP协议需要被承载在UDP协议上。

  • 早期版本GTPv0也允许TCP传输。

  • GTPv1于1999年在3GPP TS 29060版本3.3.0中被标准化。

  • GTPv1实际上是两个协议,一个用于控制面(GTP-C),另一个用于用户数据隧道(GTP-U)。

  • GTP-U在UMTS网络中也被用于从RNC往SGSN传送用户数据,控制面使用的是RANAP协议而不是GTP-C。

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历史版本 [1]

  • GTP的原始版本(版本0)与3G/LTE核心网中使用中的版本1和版本2有显著的不同。

  • 版本0中的非随机TEID在有安全性问题。

  • 版本0现在几乎已完全被版本1所替代。

  • GTPv2(用于EPC,即LTE核心网)在2008年进入起草阶段,并在同年12月发布。

  • GTPv2支持到GTPv1的降级运行,但不提供到GTPv0的降级运行。

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